Génération Supercontinuum: Introduction et dynamique des guides d'ondes

Cette séance de cours introduit le concept de génération de supercontinuum, un phénomène où un champ à bande étroite subit un élargissement spectral massif dans un milieu non linéaire. L'instructeur discute du contexte historique du supercontinuum datant de 50 ans et des défis rencontrés dans la génération de supercontinuum en vrac. La séance de cours explore ensuite les avantages de la génération de supercontinuum dans les guides d'ondes, en soulignant le contrôle de la dispersion et de la non-linéarité. L'instructeur explique la configuration expérimentale requise pour la génération de supercontinuum et les complexités impliquées dans l'atteinte de critères de performance spécifiques. Différents régimes de génération de supercontinuum sont explorés, y compris le temps et l'évolution spectrale, les solitons, les ondes dispersives et les réponses non linéaires. La séance de cours se termine par une discussion sur la modélisation de la génération de supercontinuum, mettant l'accent sur des considérations importantes telles que la taille de la fenêtre, la résolution temporelle et spectrale et l'ajustement de la dispersion.

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Concepts associés (17)

PHYS-607: Nonlinear fibre optics

Presentation of the different sources of optical nonlinearities in an optical fibre

Soliton

Un soliton est une onde solitaire qui se propage sans se déformer dans un milieu non linéaire et dispersif. On en trouve dans de nombreux phénomènes physiques de même qu'ils sont la solution de nombreuses équations aux dérivées partielles non linéaires. thumb|Soliton hydrodynamique. Le phénomène associé a été observé pour la première fois en 1834 par l'Écossais John Scott Russell qui l'a observé initialement en se promenant le long d'un canal : il a suivi pendant plusieurs kilomètres une vague remontant le courant qui ne semblait pas vouloir faiblir.

Capillary wave

A capillary wave is a wave traveling along the phase boundary of a fluid, whose dynamics and phase velocity are dominated by the effects of surface tension. Capillary waves are common in nature, and are often referred to as ripples. The wavelength of capillary waves on water is typically less than a few centimeters, with a phase speed in excess of 0.2–0.3 meter/second. A longer wavelength on a fluid interface will result in gravity–capillary waves which are influenced by both the effects of surface tension and gravity, as well as by fluid inertia.

Onde cnoïdale

vignette|Bombardiers de la USAAF survolant une houle en eau peu profonde près de la côte du Panama en 1933. Ces crêtes bien définies et ces creux plats sont caractéristiques des ondes cnoïdales. Les ondes cnoïdales sont des ondes de gravité rencontrées sur la surface de la mer, des vagues. Elles sont solutions de l'équation de Korteweg-de Vries où interviennent les fonctions elliptiques de Jacobi notées cn, d'où le nom d'ondes « cn-oïdales ». Ce type d'onde apparaît également dans les problèmes de propagation d'onde acoustique ionique.

Onde

vignette|Propagation d'une onde. Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales du milieu. Elle se déplace avec une vitesse déterminée qui dépend des caractéristiques du milieu de propagation. vignette|Une vague s'écrasant sur le rivage. Il existe trois principaux types d'ondes : les ondes mécaniques se propagent à travers une matière physique dont la substance se déforme. Les forces de restauration inversent alors la déformation.

Soliton optique

Un soliton optique est une impulsion électromagnétique se propageant sans déformation. Par sa nature même, elle est solution stable de l'équation de propagation dans le milieu qu'elle traverse (typiquement une fibre optique). Le soliton naît d'un équilibre entre deux effets qui se compensent. Dans le cas d'un soliton optique, ces effets sont essentiellement l'automodulation de phase et la dispersion anormale. Imaginons une impulsion électromagnétique se propageant.