Control of optical structures in a liquid crystal light valve experiment

par Umberto Bortolozzo

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Stefania Residori et de Stefano Ruffo.

  • Titre traduit

    Contrôle des structures optiques dans une expérience comprenant une valve à cristal liquide


  • Résumé

    Les processus hors d’équilibre conduisent à la formation de structures spatiales périodiques et étendues, dites patterns. La création d’un pattern a lieu à partir de la brisure spontanée, d’une ou plus des symétries qui caractérisent l’état homogène. La variation d’un paramètre de contrôle peut conduire à la déstabilisation du pattern vers un régime de chaos spatio-temporel ou bien à sa localisation dans une région restreinte de l’espace disponible, ainsi que nous avons des structures localisées plutôt que des structures étendues. L’objectif des travaux présentés dans ce mémoire de thèse est de réaliser le contrôle aussi bine des structures localisées que du chaos spatio-temporel dans une expérience d’optique non linéaire. L’expérience consiste en une valve à cristal liquide (LCLV, de l’anglais Liquid Crystal Light Valve) insérée dans une boucle de rétroaction optique. En utilisant un modulateur spatial de lumière, nous avons démontré une méthode pour réaliser le contrôle du chaos spatio-temporel et des états localisés. Le système est modélisé sur la base d’une équation physique pour le cristal liquide, qui est couplée à la propagation de la lumière dans la boucle de rétroaction. Les études numériques de ce modèle montrent un accord quantitatif avec les observations expérimentales.


  • Résumé

    Non equilibrium processes lead in nature to the formation of spatially periodic and extended structures, so-called patterns. The birth of pattern takes place through the spontaneous breaking of one or more symmetries characterizing the homogeneous state. Changing one of more parameters leads eventually to the destabilization of the pattern in favour of a regime of space-time chaos. In other cases, the pattern is localized in a particular region of the available space, so what we deal with localized instead of extended structures. The goal of the work presented in this dissertation is to realize the control of both localized and spatiotemporal chaotic states in a nonlinear optical experiment. The experiment consists in a Liquid Crystal Light Valve (LCLV) inserted in a optical feedback loop. By means of a spatial light modulator, inserted in the optical path of the input beam, we have realized the control space-time chaos and localized structures. The system is modelled on the basis of a liquid crystals physical equation, which is coupled to the light propagation in the feedback loop. Numerical studies of the model are performed, showing quantitative agreements with the experimental findings.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (iii-93 p.))
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.87-93. Résumés en français, en anglais et en italien

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Nice Sophia Antipolis. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 05NICE4092
  • Bibliothèque : Université Nice Sophia Antipolis. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 05NICE4092bis
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