Porteur : Doya Valérie

 Collaborateurs LPMC : Aschiéri Pierre, Legrand Olivier, Michel Claire, Mortessagne Fabrice

 Collaborateurs extérieurs : Picozzi Antonio (ICB, Dijon), Tascu Sorin (University of Iasi, Roumanie)

 Plateformes technologiques : Fabrication de fibres optiques

 Description :

Depuis plusieurs années, nous avons montré que l’optique guidée était un support privilégié pour l’étude expérimentale du chaos ondulatoire. Les expériences développées dans des fibres optiques multimodes ont mis en évidence des signatures caractéristiques de la dynamique chaotique des rayons sur les propriétés des modes de propagation. Ainsi, l’un des « Graal » de la communauté du chaos ondulatoire, les modes « scars », présentant des localisations spatiales du champ le long de trajectoires unstables, ont pu être observés. Dans le but d’agir activement sur les modes d’un système chaotique (en l’occurrence, une fibre optique multimode à section tronquée ), nous exploitons un gain localisé spatialement. Nous avons ainsi montré qu’une localisation judicieuse du gain permettait d’amplifier sélectivement les modes scars. Ce gain agit alors ici comme un filtre modal.

Ce contrôle actif des modes scar peut alors permettre de les exploiter à des fins fondamentales (compétition entre cohérence des modes et décohérence induite par une nonlinéarité (voir plus loin) comme appliquées (multiplexage modal).

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.

Dans la limite classique (géométrique), certains systèmes présentent conjointement des dynamiques régulières et chaotiques. La bivalence de la dynamique de ces systèmes dits mixtes se retrouvent dans le comportement ondulatoire avec des modes réguliers et chaotiques. En fonction de la position de la troncature, une fibre optique à section transverse tronquée peut présenter de telles propriétés, que nous proposons de mettre en évidence expérimentalement dans des fibres optiques, d’abord passives, puis non linéaires.