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Transfert de coherence dans un oscillateur parametrique optique contrapropagatif

Carlos Montes

Mercredi 15 juin 2011

à 14h en salle C. Brot

L’interaction contrapropagative d’ondes optiques dans un matériau non linéaire est un processus physique très riche. Dans une fibre optique, l’interaction d’une onde de pompe cohérente avec les vibrations ultra-sonores de la silice donne lieu tout naturellement à une onde Stokes contrapropagative qui peut prendre la forme d’un soliton Brillouin dissipatif nanoseconde.

Par contre, dans un matériau de non linéarite quadratique l’interaction paramétrique à trois ondes optiques nécessite d’une structuration périodique de la non linéarite pour être résonante. Pour les oscillateurs paramétriques optiques (OPO) co-propagatifs la périodicité est de quelques microns, mais pour les OPO contra-propagatifs elle doit être submicrométrique. Ce défi technologique a été surmonté seulement en 2007 par le groupe suédois du KTH de Stockholm où une structuration non linéaire de 800 nm dans un cristal de KTP a permis d’accéder à un des processus contrapropagatifs intéressants dans un OPO sans miroirs extérieurs (MOPO) : l’onde signal co-propagative absorbe l’incohérence de l’onde de pompe, et la rétroaction distribuée permet à l’onde idler contrapropagative de rétrecir son spectre considérablement. Le transfert de cohérence peut atteindre plusieurs ordres de grandeur dans certaines configurations. Un nouveau code numérique combine la méthode des trajectoires (plus Runge-Kutta), utilisée pour décrire la dynamique non linéaire des trois ondes contrapropagatives, à la méthode spectrale Fourier (FFT) pour correctement décrire la forte dispersion de vitesse de groupe d’une onde de pompe très incohérente.

Mais on attend toujours le jour où une période d’environ 250 nm permettra aux deux ondes signal et idler contrapropagatives d’entrer en résonance avec la pompe et donner lieu à des solitons optiques picosecondes.

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