Séance de cours

Décalage de phase non linéaire dans les fibres optiques

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Dans cours

PHYS-607: Nonlinear fibre optics

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

Description

Cette séance de cours présente un quiz sur le calcul du déphasage non linéaire maximum vécu par une impulsion gaussienne dans différents scénarios impliquant de la silice et des fibres optiques, mettant au défi les étudiants d'appliquer leurs connaissances de l'indice de réfraction non linéaire et de la puissance de crête.

Enseignant·e·s (2)

Luc Thévenaz

De nationalité suisse et né à Genève, Luc Thévenaz a obtenu en 1982 le diplôme de physicien, mention astrophysique, de l'Université de Genève et le doctorat ès sciences naturelles, mention physique, en 1988 de l'Université de Genève. C'est durant ces années de thèse qu'il a développé son domaine d'excellence, en l'occurrence les fibres optiques et leurs applications. En 1988, Luc Thévenaz a rejoint l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), où il dirige actuellement un groupe de recherche en photonique, notamment en optique dans les fibres et dans les capteurs. Ses domaines de recherche couvrent les capteurs à fibre optique basés sur la diffusion Brillouin, l'optique non-linéaire dans les fibres, la lumière lente et rapide et la spectroscopie laser dans les gaz. Ses réalisations principales sont: - l'invention d'une configuration innovante pour les capteurs répartis Brillouin, basée sur l'emploi d'une seule source laser, ce qui lui donne une grande stabilité intrinsèque et qui a permis de réaliser les premières mesures hors laboratoire avec ce type de capteur; - le développement d'un capteur de gaz à l'état de traces, basé sur une détection photoacoustique et utilisant une source laser à semi-conducteur dans le proche infra-rouge, pouvant détecter une concentration du gaz au niveau du ppb; - la première démonstration expérimentale de lumière lente et rapide dans les fibres optiques qui puissent être contrôlées par un autre faisceau lumineux, réalisées à température ambiante et fonctionnant à n'importe quelle longueur d'onde grâce à l'exploitation de la diffusion Brillouin. La première vitesse de groupe négative dans les fibres a aussi été démontrée selon le même principe. En 1991, il a visité l'Université PUC de Rio de Janeiro au Brésil, où il a travaillé sur la génération d'impulsions picoseconde avec des diodes laser. En 1991-1992 il a travaillé à l'Université de Stanford aux USA, où il a participé au développement d'un gyroscope basé sur un laser Brillouin à fibre. Il a rejoint en 1998 l'entreprise Orbisphere Laboratories SA à Neuchâtel en Suisse en tant qu'expert scientifique, avec pour tâche de développer des capteurs de gaz à l'état de traces, basés sur la spectroscopie laser photoacoustique. En 1998 and 1999 il a visité le Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) à Daejon en Corée du Sud, où il a travaillé sur des capteurs de courant électrique utilisant un laser à fibre optique. En 2000 il a été un des co-fondateurs de l'entreprise Omnisens SA à Morges en Suisse, qui développe et commercialise de l'instrumentation et des capteurs optiques de pointe. En 2007 il a visité l'Université de Tel Aviv, où il a étudié le contrôle tout-optique de la polarisation de la lumière dans les fibres optiques. Durant l'hiver 2010, il a séjourné à l'Université de Sydney en Australie (CUDOS: Centre for Ultrahigh bandwidth Devices for Optical Systems) où il a étudié les apllications de la diffusion Brillouin stimulée dans les guides d'onde à base de verres chalcogénures. En 2014, il a séjourné à L'Université Polytechnique de Valence en Espagne, où il a travaillé sur les applications photoniques pour les micro-ondes exploitant la diffusion Brillouin stimulée. Il a été membre du Consortium formé pour le projet européen FP7 GOSPEL "Gouverner la vitesse de la lumière", a été Président de l'Action Européenne COST 299 "FIDES: Les fibres optiques pour relever les nouveaux défis de la société de l'information" et est auteur ou co-auteur de quelques 480 publications et 12 brevets. Il est actuellement Coordinateur du projet H2020 Marie Skłodowska-Curie Innovative Training Networks FINESSE (FIbre NErve Systems for Sensing). Il est co-Editeur-en-Chef de la revue "Nature Light: Science & Applications" et Membre du Comité Editorial (Editeur Associé) de la revues suivantes: "APL Photonics" et "Laser & Photonics Reviews". Il a été élevé au rang de "Fellow" par l'IEEE, ainsi que par la Société Optique (OSA).

Source officielle

Concepts associés (19)

Single-mode optical fiber

In fiber-optic communication, a single-mode optical fiber (SMF), also known as fundamental- or mono-mode, is an optical fiber designed to carry only a single mode of light - the transverse mode. Modes are the possible solutions of the Helmholtz equation for waves, which is obtained by combining Maxwell's equations and the boundary conditions. These modes define the way the wave travels through space, i.e. how the wave is distributed in space. Waves can have the same mode but have different frequencies.

Fibre optique

Une fibre optique est un fil dont l’âme, très fine et faite de verre ou de plastique, a la propriété de conduire la lumière et sert pour la fibroscopie, l'éclairage ou la transmission de données numériques. Elle offre un débit d'information nettement supérieur à celui des câbles coaxiaux et peut servir de support à un réseau « large bande » par lequel transitent aussi bien la télévision, le téléphone, la visioconférence ou les données informatiques.

Multi-mode optical fiber

Multi-mode optical fiber is a type of optical fiber mostly used for communication over short distances, such as within a building or on a campus. Multi-mode links can be used for data rates up to 100 Gbit/s. Multi-mode fiber has a fairly large core diameter that enables multiple light modes to be propagated and limits the maximum length of a transmission link because of modal dispersion. The standard G.651.1 defines the most widely used forms of multi-mode optical fiber.

Fiber-optic cable

A fiber-optic cable, also known as an optical-fiber cable, is an assembly similar to an electrical cable but containing one or more optical fibers that are used to carry light. The optical fiber elements are typically individually coated with plastic layers and contained in a protective tube suitable for the environment where the cable is used. Different types of cable are used for optical communication in different applications, for example long-distance telecommunication or providing a high-speed data connection between different parts of a building.

Ultrashort pulse

In optics, an ultrashort pulse, also known as an ultrafast event, is an electromagnetic pulse whose time duration is of the order of a picosecond (10−12 second) or less. Such pulses have a broadband optical spectrum, and can be created by mode-locked oscillators. Amplification of ultrashort pulses almost always requires the technique of chirped pulse amplification, in order to avoid damage to the gain medium of the amplifier. They are characterized by a high peak intensity (or more correctly, irradiance) that usually leads to nonlinear interactions in various materials, including air.

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Séances de cours associées (56)

Solitons de fibre optique: calcul d'excitation

Explique le processus de calcul pour exciter un soliton d'ordre deux dans une fibre optique.

Systèmes laser

Couvre les concepts fondamentaux du fonctionnement du laser, y compris la théorie de la dispersion, le gain et les résonateurs, différents types de systèmes laser, les caractéristiques du bruit, les fibres optiques, les lasers ultrarapides et la conversion de fréquence non linéaire.

Les non-linéarités des fibres : introduction et effets

Introduit les non-linéarités des fibres, en discutant de leur impact et de leurs effets sur l'interaction de la lumière dans les fibres optiques.

Amplitude et modulation de phase

Couvre les bases du fonctionnement laser, de l'amplitude et de la modulation de phase, et des détecteurs.

Guides d'ondes à fibre optique

Explore les guides d'ondes à fibres optiques, les modes de propagation, les fibres monomodes et multimodes, la fabrication et les applications dans la transmission de données.

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Fibre optique

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