Phenomenes de transport de la lumiere dans les milieux non lineaires

par RICHARD BRESSOUX

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Roger Maynard.

Soutenue en 2000

à Grenoble 1 .

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  • Résumé

    Ce memoire est compose de deux parties independantes : la premiere partie est consacree a l'etude du transport d'energie lumineuse dans un gaz de photons. Dans un milieu materiel homogene, infini et en regime non lineaire, les photons subissent des interactions-appelees processus parametriques optiques- qui sont analogues aux processus normaux pour les phonons. Les photons subissent egalement des processus de type umklapp lorsque des diffuseurs sont presents dans le milieu ou lorsque l'on considere des cristaux photoniques non lineaires. Cette analogie entre processus d'interaction permet de transposer la theorie du second son pour l'helium liquide a l'optique non lineaire. Nous avons alors montre que les equations macroscopiques de transport pour l'energie et l'impulsion dans le fluide photonique sont comparables aux equations de navier stokes de la mecanique des fluides. En application, nous avons etudie succintement la propagation d'une onde de choc dans le milieu et de facon plus complete le transport d'energie dans un capillaire. La seconde partie concerne l'etude des correlations de l'intensite transmise et de l'intensite reflechie par un milieu desordonne et non lineaire. La fonction de correlation non lineaire pour la figure de speckle est definie puis calculee a l'aide d'une methode perturbative pour un regime faiblement non lineaire. Une longueur caracteristique qui depend a la fois des proprietes du desordre et des caracteristiques non lineaires du milieu, est alors introduite. Cette longueur permet d'interpreter les effets des non linearites par analogie avec des situations lineaires classiques : correlations en fonction de la frequence de l'onde lumineuse ou correlations en presence d'absorption. Elle permet egalement de proposer pour la fonction de correlation une formulation plus complete qui va au dela du premier terme pertubatif. Enfin, nous avons donne une nouvelle expression pour le cone de retrodifussion de la lumiere en regime non lineaire.


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Informations

  • Détails : 128 p.
  • Annexes : 69 ref.

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