Effets des non linéarités sur la propagation de la lumière : analogie avec les phénomènes de transport des Condensats de Bose-Einstein

par Simon Moulieras

Thèse de doctorat en Physique Théorique

Sous la direction de Patrick Leboeuf.

Soutenue en 2011

à Paris 6 .

  • Titre traduit

    Effects of nonlinearities on the propagation of the light : analogy with the Bose-Einstein condensates transport phenomena


  • Résumé

    Durant ma thèse, mon travail de recherche a principalement tourné autour des propriétés de transport des condensats de Bose Einstein, et des dynamiques de paquets d'ondes dans des cristaux photoniques non linéaires. Je me suis particulièrement interessé à l'analogie formelle existant entre l'équation de propagation de la lumière dans un milieu non linéaire, et l'équation de Gross-Pitaevskii. Dans un premier article, nous avons proposé un dispositif expériemental permettant de mettre en évidence un comportement superfluide de la dynamique transverse de la lumiere dans un système nano-photonique. Je travaille actuellement en collaboration avec un groupe expérimental (celui d'Ariel Levenson, LPN, Marcoussis) sur ce sujet, afin d'étudier la possibilité d'observer cet effet. Dans un deuxième article, nous avons essayé de comprendre le rôle des interactions (non linéarités) sur la dynamique de paquets d'onde, à travers une analyse dans l'espace des phases. En particulier, notre but était de déterminer des états cohérents pour l'équation de Schrödinger non linéaire, dans le sens ou de tels états ne presentent pas d'étalement sous l'effet de l'évolution temporelle, dans un potentiel harmonique. Ce travail a été effectué en collaboration avec M. Saraceno et A. Monastra, de la CNEA de Buenos Aires ou j'ai passé 2 mois en 2010. J'ai également étudié l'impact de la discrétisation de l'espace (dûe à l'existence de guides d'ondes pour la lumière, ou bien d'un potentiel périodique pour les atomes froids) sur la dynamique. Dans ce cas, une séparatrice apparaît dans l'espace des phases classique, donnant lieu à une instabilité dynamique brutale. De plus, dans des régimes de forte intensité, nous nous attendons à observer un regime de localisation dûe à la non linearite. Ces phénomènes surprenant sont supposés être facilement observables dans les expériences d'optique non linéaire. Dernièrement, je me suis intéressé a l'approche quantique des phénomènes d'optique non linéaire, et j'ai essayé de demontrer que l'analogie entre l'équation de Gross-Pitaevskii et l'équation de propagation de la lumière dans les milieux non linéaires d'ordre 3 est bien plus profonde qu'une simple équivalence formelle

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Informations

  • Détails : 1 vol. (157 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 149-155. 98 réf. bibliogr.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
  • Consultable sur place dans l'établissement demandeur
  • Cote : T Paris 6 2011 637
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