Academic literature on the topic 'Miroir conjugaison phase'

Peut-on faire revivre à une onde sa vie passée ? Ce problème a été largement étudié, en particulier au moyen de miroirs à retournement temporel digitaux utilisant des ordinateurs pour effectuer l’opération. Récemment, en nous appuyant sur les symétries entre temps et espace, nous avons introduit le concept de miroir temporel instantané basé sur une brusque modification des propriétés du milieu. Nous avons testé expérimentalement ce nouveau type de retournement temporel à l’aide d’ondes de surface dans des liquides et montré l’efficacité d’un tel procédé. Cette approche nous a également permis de revisiter les miroirs à conjugaison de phase.

The properties of laser resonators with one phase-conjugate mirror are reviewed. All these resonators are geometrically stable; their resonant frequencies are determined by the frequencies of the pump waves, while the spacing between the satellite resonant frequencies is fixed by the cavity length. Their diffraction losses are higher on the phase-conjugate mirror than on the conventional mirror. Phase-conjugate resonators are less sensitive to intracavity aberrations than conventional resonators. They can be used for short-pulse compression when the phase-conjugate mirror is produced by degenerate four-wave mixing in a nonlinear medium with pump waves consisting of mode-locked pulse trains. [Translated by the journal]

Cette étude porte sur le double miroir à conjugaison de phase (DPCM) dans des matériaux photoréfractifs possédant deux centres d'impuretés. Nous utilisons la méthode de décomposition en ondes planes des faisceaux, celle-ci permet d'évaluer la contribution de chacune des ondes planes constituant les faisceaux incidents et les ondes diffusées. Nous faisons varier le coefficient de couplage en changeant le rapport du nombre de sites occupés par les électrons au nombre de sites vides. On montre alors qu'un cristal faiblement dopé au cobalt peut être plus performant, en terme de gain seuil, que des cristaux non dopés ou fortement dopés. Le temps d'établissement du DPCM dans des cristaux à deux centres d'impuretés est plus lent que dans ceux à un centre. Par ailleurs, la qualité de la conjugaison de phase augmente lorsque l'amplitude des ondes diffusées diminue et elle est optimale lorsque le rapport des intensités pompe est égal à l'unité. Expérimentalement, nous avons éliminé la diffraction conique à l'aide d'un faisceau auxiliaire de forme annulaire. Les mesures de rendement de conversion, d'efficacité de couplage, et l'étude théorique montrent que la fidélité de conjugaison est optimale lorsque l'angle entre l'axe c et la direction nominale de propagation est égal à 45° et que l'angle moyen entre les deux faisceaux pompe est égal à 170°.

Cette thèse traite des propriétés électroniques et optiques, ainsi que des applications en holographie dynamique (photoréfractivité) du tellure de cadmium et de ses alliages à base de zinc. La caractérisation s'est orientée vers l'alliage photoréfractif le plus prometteur : le Cd1-xZnxTe dopé V avec 0x%)4. La croissance retenue pour la réalisation de ces matériaux fut la méthode Bridgman verticale asymétrique. La caractérisation photoréfractive par la technique du mélange à deux ondes nous a permis de sélectionner les matériaux qui autorisent les rendements de diffraction les plus favorables à la conjugaison de phase. Nous avons pu mettre en évidence différents types de comportements photoréfractifs sous champ électrique externe nul, continu ou alternatif (jusqu'à 14 kV/cm). L'existence de ces différents comportements est assujetti à la présence ou non de zinc. Deux modelés considérés comme des extensions de la théorie photoréfractive classique, et dont la limite de validité fut précisément définie par les analyses spectroscopiques des défauts profonds dans un cristal (DLTS, DLOS, PICTS, ODMR, MCD, RPE, effet Hall, photoluminescence et absorption), ont été développés afin de proposer une explication claire des différents processus détectés. Parallèlement à cette étude sur la compréhension du matériau, un démonstrateur de commutateur optique reconfigurable a été développé entre fibres monomodes. Basé sur l'utilisation d'un double miroir à conjugaison de phase (DPCM), ce commutateur a été réalisé à la longueur d'onde de 1. 5 m. Des temps de reconfiguration (cycle effacement-écriture d'un réseau holographique de Bragg photoinscrit) de l'ordre de 10 millisecondes ont été mesurés pour ce démonstrateur à commutation lente. De nombreux problèmes dynamiques (instabilités, franges mobiles) ont été mis en évidence au sein de ce matériau en configuration DPCM et également en configuration miroir à conjugaison de phase en anneau (ring PCM). Une théorie basée sur les ondes couplées a permis de rendre compte de l'aspect fondamental et donc général de la dynamique (franges mobiles) qui existe au sein d'un grand nombre de miroirs à conjugaison de phase.

Les travaux realises sont regroupes en quatre parties distinctes et concernent l'etude de la mise en phase d'un reseau de diodes lasers de puissance et le developpement d'un laser nd:yag pompe par diodes fonctionnant en regime continu et en regime a modes bloques. La premiere partie est consacree a l'etude du fonctionnement unimodal d'un reseau de diodes lasers de puissance. Toutes les methodes utilisees s'appuient sur une retroaction selective externe et ont permis de rassembler soixante dix pour cent de la puissance initiale de la diode dans un diagramme de rayonnement presentant un pic de largeur inferieure a 1,5 fois la divergence minimale permise. Le chapitre deux presente l'optimisation du rendement d'un laser nd:yag pompe par diodes lasers de puissance en regime de fonctionnement continu avec l'utilisation d'un resonateur degenere, en limite de stabilite geometrique, de type afocal autoimageur. Ce genre de cavite optimise automatiquement le rendement de conversion optique. Les performances obtenues se situent au tout premier rang mondial et permettent de confiner la moitie de la puissance de pompe dans un faisceau unimodal de divergence minimale. La troisieme partie des travaux concerne le blocage en phase des modes longitudinaux de la cavite laser. La methode, que j'ai developpee en regime continu, repose sur l'emploi d'un miroir a reflectivite dependant de la puissance. Des impulsions de 10ps avec un taux de repetition de 110 mhz ont ete obtenues. Enfin la derniere partie traite de la realisation d'un laser nd:yag pompe par diode fonctionnant en regime continu et impulsionnel delivrant un rayonnement laser a 1,443 m dans la plage de longueur d'onde dite de securite oculaire avec des impulsions de 450 ns pour des puissances cretes superieures

Le remplacement de la fibre monomode a maintien de polarisation par de la fibre monomode standard dans les gyroscopes a fibre est un véritable enjeu économique. En effet, il permettrait a ces systèmes d'être compétitifs au niveau du coût sur le marche des centrales de navigations inertielles actuellement domine par les gyroscopes laser. Cependant, les problèmes de non réciprocités et d'effondrement du signal provoqués par l'utilisation de ce type de fibre n'ont pas été résolus de façon satisfaisante à ce jour. C'est a ce niveau que l'utilisation de la double conjugaison de phase apparaît comme une solution intéressante. L'objectif de ce travail consistait à valider cette solution d'une part en mettant au point un cristal photoréfractif adapte à cette application et d'autre part en insérant un miroir a double conjugaison de phase dans un gyroscope commercial fonctionnant a 850 mn. Dans un premier temps, nous avons donc etudie un nouveau cristal photorefractif : le titanate de barium calcium (bct) dont l'interet repose sur le fait qu'il ne subit pas de transition de phase de 120\ a 98\ c, contrairement au cristal de titanate de baryum dont il est dérivé. Ce cristal, généralement utilise pour la conjugaison de phase en raison de sa bonne efficacité est en effet détruit si sa température devient inférieure a 10\ c. Notre étude a permis de démontrer les bonnes propriétés photorefractives de ce matériau (coefficients electro-optiques élevés, sensibilité proche infrarouge) et de comprendre les différences de comportement par rapport au titanate de baryum. Dans un second temps, nous avons étudié et optimise un miroir a double conjugaison de phase réalisé avec un cristal de titanate de baryum que nous avons ensuite insere dans un gyromètre a fibre. Ainsi, nous avons pu montrer que le gyrometre a double conjugaison de phase permet de mesurer des rotations et n'introduit pas de non-reciprocités supérieures a la précision du montage que nous avons utilise (200 \/h).

Cet ouvrage présente de nouveaux aspects de l’analogie entre temps et espace pour les ondes, à travers des concepts de contrôle temporel de la propagation des ondes, qui peuvent être interprétés comme la transposition au domaine temporel d’opérations standard du domaine spatial. Toute l’étendue de cette analogie est étudiée dans le cadre deux phénomènes ondulatoires bien connus (dans leurs versions spatiales), et dont nous montrons qu’ils sont étroitement liés : la réflexion des ondes et leur transformation par un cristal. En particulier, il est démontré expérimentalement que l’analogue temporel de la réflexion par un miroir génère une onde retournée temporellement, c’est-à-dire dont l’évolution temporelle est inversée. Une variante monofréquentielle de ce miroir temporel instantané, qui possède des liens étroits avec le concept de conjugaison de phase utilisé pour le retournement temporel d'ondes monochromatiques en optique, est également étudiée. Nous montrons que la modulation temporelle périodique du milieu mise en jeu dans ces expériences constitue l'équivalent temporel d'un cristal pour les ondes et étudions les propriétés générales des ondes dans ces milieux. Nous cherchons naturellement à sonder les limites de ces analogies spatiotemporelles, dont, de toute évidence, le principe de causalité est un élément majeur. Les phénomènes étudiés sont généraux et communs à toutes les ondes classiques, gouvernées en général par l’équation de d’Alembert ou par d’autres équations similaires. Les ondes à la surface d’un liquide sont utilisées comme système ondulatoire modèle dans nos expériences
This work presents new aspects of the analogy between time and space in wave phenomena, through new concepts of time control of wave propagation which can be interpreted as the transposition onto the time domain of standard spatial operations. The depth of this analogy is thoroughly studied in the framework of two well-known wave phenomena: reflection of waves on a mirror and their transformation by a crystal. More precisely, we experimentally demonstrate that the time analog of reflection by a mirror generates a time reverse wave that is whose time evolution is inverted. A monofrequency variant of this instantaneous time mirror, which has strong connections to the concept of wave phase conjugation used for time reversing monochromatic waves in optics, is also studied. We show that the periodic time modulation of the medium involved in the latter experiments constitutes the time equivalent of a crystal for waves and we study the general properties of waves in such media. We address of course the issue of the limits of theses space time analogies, of which, the principle of causality is evidently a major constituent. The phenomena studied here are general and apply to all classical waves (usually governed by d’Alembert’s equation or by similar ones). Waves at the surface of a liquid are used as a model wave system in our experiments
Die Universalitat der klassischen Wellenphanomenen lasst sich weitgehend durch die d’Alembertsche Struktur der Wellengleichungen beschreiben. In letzterer spielen die Zeit- und Raumvariabeln eine ahnliche Rolle. Wir betrachten in diesem Werk diese bekannte Analogie unter einem neuen Licht, indem wir neue Konzepte der Zeitkontrolle von der Wellenpropagation introduzieren, die als Transposition zum Bereich der Zeit von standarden Wellenphanomen des Raumes interpretiert werden konnen, wobei die raumliche Variation der Eigenschaften des Mediums, die sie bestimmen, durch eine zeitliche ersetzt wird. Wir bringen den experimentellen Beweis der Relevanz dieses Ansatzes, wobei wir die Wellen an der Oberflache einer Flussigkeit als Modelwellensystem verwenden und zeigen durch theoretische Erkenntnisse, dass er auf alle Wellensysteme generalisiert werden kann, die durch eine Wellengleichung beschrieben wird, deren 10 Struktur die der d’Alembertschen Gleichung ahnelt. Die ganze Reichweite dieser Analogie wird im Rahmen zweier langst bekannten Wellenphanomenen (in deren raumlichen Version), von denen wir zeigen, dass sie eng verbunden sind : die Spiegelung einer Welle und deren Umwandlung durch einen Kristal. Das Equivalent eines Spiegels fuhrt zur augenblicklichen Erscheinung aus dem gesammten Raum einer zeitumgekehrten Welle, das heist einer Wellenform, derer zeitliche Entwicklung im Vergleich zu der originellen Welle umgekehrt ist. Eine Einzelfrequenzvariante dieses augenblicklichen Zeitspiegels wird auch vorgestellt, die enge Verbindungen mit dem fur die Zeitumkehr monochromatischer Wellen angewendeten Konzept der optischen "Phase Conjugation" (Phasenkonjugierung) besitzt. Wir zeigen, dass die dazugehorige periodische Zeitmodulation des Mediums das zeitliche Equivalent eines Kristals fur die Welle bildet, und wir studieren die generellen Eigenschaften der Wellen in solchen Medien. Wir versuchen, die Grenzen dieser raumzeitlichen Analogien zu erkundigen, in derer Bestimmung selbstverstandlich das Kausalitatsprinzip eine masgebliche Rolle spielt, und die interessanten Unterschiede zwischen den vorgestellten Konzepten und deren raumlichen Pendants offenbaren
La universalidad de los fenomenos ondulatorios clasicos es ampliamente descrita por la estructura de la ecuacion de d’Alembert. En esta ecuacion, las variables espaciales y temporales desempenan un papel similar. En esa obra, revisitamos esta analogia bien conocida a traves de nuevos conceptos de control temporal de la propagacion de las ondas, quienes pueden ser interpretados como transposiciones de fenomenos espaciales estandartes al ambito temporal, en los cuales las variaciones espaciales de las propiedades del medio son reemplazadas por las correspondientes variaciones temporales. Hacemos la prueba, usando ondas a la superficie de un liquido, de la relevancia de este enfoque y mostramos teoreticamente su generalizacion a todo tipo de onda clasica, es decir gobernada por una ecuacion cuya estructura es similar a la de d’Alembert. Toda la extension de esta analogia queda estudiada en el cuadro de los dos fenomenos clasicos (en sus versiones espaciales) que son la reflexion de una onda sobre un espejo y su trasformacion en un cristal. Ademas, mostramos que los dos son intimamente relacionados. El equivalente temporal de un espejo produje instantaneamente desde el medio entero una onda retornada en el tiempo, es decir cuya evolucion temporal es invertida comparado a la onda inicial. Una variante monofrecuencial de este espejo queda estudiada tambien. Posee estrechos vinculos con el concepto de Phase Conjugation (conjugacion de fase), usado en Optica para hacer retornamiento temporal de ondas monocromaticas. Mostramos que la modulacion temporal implicada constituye el equivalente de un cristal para las ondas et estudiamos las caracteristicas generales de ondas en estos medios. Sondeamos los limites de esas analogias espaciotemporales de cuyos obviamente el principio de causalidad es un elemento mayor y que revelan diferencias interesantes entre los conceptos presentados y sus equivalentes espaciales
L’universalita dei fenomeni ondulatori classici e in larga misura descritta dalla struttura dell’equazione di d’Alembert. In quest’equazione, le variabili spaziali e temporali svolgono ruoli analoghi. Nell’opera seguente rivisitiamo questa ben nota analogia introducendo nuovi concetti sul controllo temporale della propagazione delle onde. Questi concetti possono essere interpretati come trasposizione di fenomeni ondulatori spaziali standard nell’ambito temporale, sostituendo le variazioni spaziali delle proprieta del mezzo con le variazioni temporali corrispondenti. Usando delle onde sulla superficie di un liquido come modello fisico, facciamo fede della rilevanza di quell’approccio e mostriamo teoricamente la generalizzazione a tutti i tipi di onde classiche, governate da equazioni simili a quella di d’Alembert. Questa analogia viene studiata nell’ambito di due fenomeni ondulatori ben noti (nella loro versione spaziale) : la riflessione delle onde generata da un specchio e la loro trasformazione generata da un cristallo. Mostriamo inoltre che i due concetti sono intimamente vincolati. L’equivalente temporale di un specchio porta alla generazione in tutto lo spazio di un’onda restituita nel tempo, vale a dire un’onda di cui l’evoluzione temporale e invertita in relazione all’onda originale. In questa tesi viene presentata anche una variante monofrequenziale di questo specchio temporale istantaneo che possiede legami stretti con il concetto di coniugazione di fase usato in ottica per invertire nel tempo onde monocromatiche. Mostriamo in questo lavoro che la modulazione temporale periodica del mezzo in questione costituisce, per le onde, l’equivalente temporale di un cristallo e ne studiamo le proprieta generali. In questa tesi, cerchiamo di sondare i limiti dell’analogia spaziotemporale, di cui il principio di causalita ne e l’essenziale e che rivelano differenze interessanti tra i concetti presentati e i loro equivalenti spaziali

Ce mémoire vise conjointement à améliorer la connaissance fine de l'effet photoréfractif dans le phosphure d'indium dopé au fer et à développer de nouvelles applications dans le domaine de la commutation optique. Dans une première partie, la technique de franges mobiles a été envisagée afin d'optimiser les performances photoréfractives et en particulier le gain. L'étude de l'évolution du gain en fonction de la vitesse de défilement des franges a mis en évidence l'influence de l'absorption et le rôle des non-linéarités du champ de charges d'espace à contraste élevé. Un modèle fiable a alors été élaboré et une bonne corrélation avec les mesures réalisées au sein du laboratoire a pu être obtenue. La dynamique du champ de charges d'espace en présence de franges mobiles a également été étudiée. Dans une seconde partie, nous avons développé deux méthodes permettant d'éliminer les phénomènes pouvant limiter les performances d'un commutateur optique (effets de polarisation et dispersion chromatique). Un double miroir à conjugaison de phase indépendant de la polarisation a été réalisé avec des rendements équivalentes a ceux d'un DPCM classique. Parallèlement, nous avons étudié théoriquement les problèmes lies au chromatisme. Un dispositif expérimental a été élaboré et nous a permis de démontrer la faisabilité d'un commutateur achromatique permettant le multiplexage en longueur d'onde.

Des monocristaux de Bi12MO20 (M=GE, Ti) dopes et non dopes ont été élaborés par croissance czochralski et tssg. La caractérisation physico-chimique et optique de ces matériaux a été réalisée. La détermination des niveaux d'énergie localisée dans la bande interdite a été effectuée. nous proposons une hypothèse sur les mécanismes de l'effet photoréactif et nous explicitons une des applications optiques de cas matériaux.

Cette thèse concerne l'étude des trajectoires de fibres de verre en cours d'étirage dans une flamme. Les lignes d'émission sont visualisées à l'aide de la microholographie ultra-rapide dans la configuration de Gabor, mais au prix d'un temps d'exploitation long puisque cette approche est basée sur la recherche des différents plans de mise au point. L'automatisation du dépouillement de ce type d'hologrammes est difficile car les images sont accompagnées d'un bruit à fort contraste du à la flamme turbulente. Pour y remédier, nous proposons deux solutions : la première est basée sur l'utilisation d'un miroir à conjugaison de phase montrant la possibilité d'améliorer en temps réel du rapport signal/bruit au moment de l'enregistrement. Cette approche, difficile à mettre en œuvre dans un environnement industriel n'est pas retenue. Une méthode alternative ne nécessitant pas de mise au point est proposée pour améliorer la restitution automatique. Au lieu d'analyser les images restituées on peut par exemple exploiter directement la figure de diffraction enregistrée sur la plaque. En effet, la diffraction de Fresnel peut être interprétée comme une convolution entre la distribution d'amplitude dans le plan objet et une famille d'ondelettes. De façon analogue, nous montrons que l'on peut en restituer l'image par une transformée en ondelettes inverse de la distribution d'intensité dans la figure de diffraction. La décomposition de la fonction de transmission sur une base d'ondelettes adaptée permet de déterminer l'orientation des fibres avec une précision de 3° et leur position tridimensionnelle avec une précision de 50m. Cette méthode, particulièrement intéressante pour le suivi de trajectoires complexes, reste couteuse en temps de calcul. Pour accélérer le traitement, une version optique de la transformée en ondelettes (TOO) est proposée. Le montage réalisé utilise le principe du corrélateur de Vander Lugt. Un modulateur spatial de lumière (SLM) à cristaux liquide est inséré dans le plan de Fourier pour afficher de l'ensemble des filtres. Ce dispositif permet non seulement d'améliorer le rapport signal/bruit des images restituées, mais aussi de lever certaines ambiguïtés liées a des singularités dans les trajectoires de fibres (croisements, boucles).