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Séance de cours

Optique non linéaire III: Interaction lumière-matière

Dans cours

PHYS-449: Optics III

Réaliser un système d'optique complexe. Comprendre l'interaction de la lumière avec la matière en optique nonlinéaire et optique pulsé. Comprendre les méthodes de génération, d'amplification e de compression des impulsions courtes. Connaitre les techniques ...

Description

Cette séance de cours couvre l'optique pulsée, la spectroscopie cohérente résolue dans le temps et les effets optiques non linéaires tels que la modulation de phase et le mélange à quatre ondes. Il traite également des lasers à impulsions courtes, des applications de semi-conducteurs et de la description électromagnétique des interactions optiques non linéaires.

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Concepts associés (32)

Optique non linéaire

Lorsqu'un milieu matériel est mis en présence d'un champ électrique , il est susceptible de modifier ce champ en créant une polarisation . Cette réponse du matériau à l'excitation peut dépendre du champ de différentes façons. L'optique non linéaire regroupe l'ensemble des phénomènes optiques présentant une réponse non linéaire par rapport à ce champ électrique, c'est-à-dire une réponse non proportionnelle à E.

Génération de seconde harmonique

vignette|Niveaux d'énergie impliqués dans la création de SHG La génération de seconde harmonique (GSH ou SHG en anglais, également appelé doublage de fréquence) est un phénomène d'optique non linéaire dans lequel des photons interagissant avec un matériau non linéaire sont combinés pour former de nouveaux photons avec le double de l'énergie, donc avec le double de la fréquence ou la moitié de la longueur d'onde des photons initiaux. La génération de seconde harmonique, en tant qu'effet optique non linéaire d'ordre pair, n'est autorisée que dans les milieux sans centre d'inversion .

Modulation de phase

La modulation de phase ou MP ou PM (Phase modulation en anglais) est un mode de modulation consistant à transmettre une information (son, données...) par la modulation de la phase d'un signal porteur (porteuse). Cette modulation est non linéaire. Soit une porteuse : La phase instantanée de la porteuse est donnée par : Soit un signal modulant : Moduler en phase le signal revient à effectuer l'opération suivante : Le signal modulé s'écrit : Soit un signal modulant sinusoïdal : Le signal modulé devient alors : On remarque que varie entre et , où représente la déviation maximale de phase.

Spectroscopie

La spectroscopie, ou spectrométrie, est l'étude expérimentale du spectre d'un phénomène physique, c'est-à-dire de sa décomposition sur une échelle d'énergie, ou toute autre grandeur se ramenant à une énergie (fréquence, longueur d'onde). Historiquement, ce terme s'appliquait à la décomposition, par exemple par un prisme, de la lumière visible émise (spectrométrie d'émission) ou absorbée (spectrométrie d'absorption) par l'objet à étudier.

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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Explore l'optique non linéaire, couvrant l'interaction lumière-matière, les effets de deuxième et troisième ordre, la modulation de phase et les processus de conversion de fréquence.

Optique non linéaire ultrarapide

Couvre les processus non linéaires du deuxième et du troisième ordre, les techniques de caractérisation des impulsions ultracourtes et l'amplification paramétrique optique.

Introduction à l'optique ultrarapide

Introduit les fondamentaux de l'optique ultrarapide, couvrant les impulsions lumineuses, la dispersion, les lasers verrouillés en mode, et l'amplification des impulsions chirpées.

Systèmes laser et transitions atomiques

Couvre les systèmes laser, les transitions atomiques et l'atténuation de la lumière dans les lasers, en se concentrant sur le modèle d'oscillateur d'électrons et le coefficient d'absorption.

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