LPMC

Partenaires

CNRS UNS
UCA



Rechercher

Sur ce site

Sur le Web du CNRS


Accueil du site > Recherche > Projets > Thème MOSAIQ > Fibre optique multimode comme émulateur ondulatoire versatile de systèmes hamiltoniens

Fibre optique multimode comme émulateur ondulatoire versatile de systèmes hamiltoniens

- Porteur : Doya Valérie

- Collaborateurs LPMC : Aschiéri Pierre, Blanc Wilfried, Kuhl Ulrich, Michel Claire, Legrand Olivier, Mortessagne Fabrice

- Collaborateurs extérieurs : Picozzi A. (ICB, Dijon), Tascu S. (University of Iasi, Roumanie), Seligman T. (Centro Internacional de Ciencias at UNAM, Cuernavaca, Mexico)

- Plateformes technologiques : Fabrication de fibres optiques

- Description :

Depuis plusieurs années, nous avons montré que l’optique guidée est un support privilégié pour l’étude expérimentale du chaos ondulatoire. Les fibres optiques multimodes (de rayon R>>l) offrent une grande versatilité pour sonder l’influence des différents régimes de dynamique géométrique sur le comportement ondulatoire. On peut ainsi disposer d’un billard tout optique présentant dynamique classique, régulière, chaotique ou mixte, en jouant sur la géométrie de la section transverse de la fibre. Nos expériences développées dans des fibres optiques à section tronquée (diamètre de troncature >R) ont mis en évidence des signatures caractéristiques de la dynamique chaotique des rayons sur les propriétés des modes de propagation. Ainsi, les modes « scars » présentant des localisations spatiales du champ le long de trajectoires instables, l’un des « Graal » de la communauté du chaos ondulatoire, ont pu être observés.

Nous nous intéressons actuellement à des fibres possédant une dynamique mixte (diamètre de troncature < R) alliant comportement chaotique et régulier dans la limite géométrique. Cette dualité se retrouve dans les propriétés spectrales et la répartition spatiale des modes de propagation et permet de discriminer des familles de modes dans une structure pourtant hautement multimode. La sélection des modes dans de telles fibres est actuellement exploitée dans le domaine des télécommunications optiques pour le multiplexage modal. En effet, en isolant des modes dits réguliers, localisés spatialement, nous proposons de les utiliser comme canaux de transmission indépendants. Leur localisation spatiale garantit à la fois un couplage réduit avec les autres modes de propagation ainsi qu’une excitation simplifiée. Une étude numérique et expérimentale est actuellement en cours.

Le contrôle de modes peut aussi être assuré en agissant de façon active sur le milieu. Là encore, les fibres optiques offrent une grande versatilité en permettant à la fois l’introduction localisée d’ions actifs dans la silice ou en exploitant l’effet Kerr optique qui apparaît pour de fortes puissances optiques et/ou grandes longueurs d’interaction. Ainsi, en contrôlant la localisation spatiale du gain dans une fibre à section chaotique, nous avons réalisé un filtrage modal des modes scars par le gain. Si une nonlinéarité locale permet une maîtrise du comportement modal, qu’en est-il d’une nonlinéarité étendue et plus complexe de type Kerr ? Cette vaste question est posée notamment dans le cas de la compétition entre la géométrie du milieu et la nonlinéarité de sa réponse. Les études en cours de développement portent :

  • sur l’exploitation de l’effet Kerr photoréfractif dans des guides de niobate de lithium à section transverse chaotique pour comprendre l’influence de la dépendance de l’indice de réfraction avec l’intensité lumineuse dans le cas de modes scars ;
  • sur la cinétique du processus de thermalisation des ondes, dans le cas d’un milieu faiblement non linéaire dans un guide optique à section chaotique. On s’attend notamment à ce que les propriétés statistiques spécifiques aux systèmes chaotiques telles que la rigidité spectrale puissent inhiber le processus de thermalisation pourtant inhérent à tout système non intégrable.

Enfin, pour caractériser la modification du comportement modal induit par une perturbation, on envisage d’exploiter le concept de fidélité quantique. Ce dernier attrait à la mesure de la réponse d’un système quantique soumis à une perturbation. Une expérience d’interférences d’ondes optiques guidées dans des fibres optique peut permettre d’effectuer une mesure de la fidélité de diffusion tout en caractérisant l’influence des perturbations sur les modes de propagation.

PNG - 102.8 ko

Mots-clés

MOSAIQ, Physique Mésoscopique, Photonique, Fibres Optiques