Optique non-linéaire
date_range Débute le 20 mars 2017
event_note Se termine le 5 juin 2017
list 11 séquences
assignment Niveau : Introductif
label Physique, Chimie et Biologie
chat_bubble_outline Langue : Français
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Les infos clés

credit_card Formation gratuite
verified_user Certification gratuite
timer 33 heures de cours

En résumé

Introduction à l'optique non-linéaire, qui correspond au régime d'interaction laser-matière que l'on peut explorer à l'aide de lasers intenses, comme par exemple les lasers femtosecondes.

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Le programme

  • Week 1 - De l'optique lineaire à l'optique non-lineaire
    Après une brève description de l’origine microscopique de la réponse linéaire d’un matériau, ce chapitre introduira l’origine physique de l’absorption et de l’indice de réfraction. On montrera ensuite comment un régime d’excitation plus élevé impose de sortir ...
  • Week 2 - Transformation de Fourier
    On introduira successivement les séries et les transformées de Fourier. L’analyse de Fourier d’un signal sonore nous permettra d’illustrer un certain nombre de propriétés utiles comme par exemple la relation entre largeur temporelle et largeur spectrale, qui s...
  • Week 3 - Propagation en régime linéaire (domaine temporel)
    On établira l’équation de propagation en régime linéaire à partir des équations de Maxwell, puis on discutera plus en détail le cas particulier d’une onde plane. On étudiera ainsi la propagation d’une impulsion brève, dominée par la dispersion chromatique de l...
  • Week 4 - Propagation en régime linéaire (domaine spatial)
    Ce chapitre est consacré au cas particulier d’un faisceau monochromatique, ce qui permet d’étudier en détail l’évolution du profil spatial au cours de la propagation dans le cadre de l’approximation paraxiale. On développera notamment l’analogie spatio-tempore...
  • Week 5 - Propagation en régime non-linéaire
    On aborde ici le régime non-linéaire, qui sera traité tout d’abord dans le cas d’une superposition d’ondes monochromatiques. On obtient alors un système d’équations différentielles non-linéaires couplées. Puis, dans le cas d’une impulsion brève, on établira l’...
  • Week 6 - Doublage de fréquence
    L’optique non-linéaire du deuxième ordre donne lieu à des processus comme l’addition et la différence de fréquences. Ce chapitre porte sur le cas particulier du doublage de fréquence, ou génération de seconde harmonique. On introduira notamment la notion d’acc...
  • Week 7 - Mélange à trois ondes
    Toujours dans le cadre de l’optique non-linéaire du deuxième ordre, le mélange à trois ondes permet de comprendre l’origine physique du phénomène d’amplification paramétrique, qui permet notamment de concevoir des sources lumineuses accordables sur une très gr...
  • Week 8 - Effet Kerr optique
    L’optique non-linéaire du troisième ordre donne lieu à une très grande variété de phénomènes physiques, dont l’effet Kerr optique constitue un exemple emblématique résultant de la variation de l’indice de réfraction avec l’intensité lumineuse. On étudiera ici ...
  • Week 9 - Autres effets non-linéaires du troisième ordre
    Ce chapitre porte sur la saturation d’absorption, l’absorption à deux photons, la fluorescence par excitation à deux photons et la génération de troisième harmonique. Les applications de certains de ces phénomènes à la microscopie non-linéaire d’objets biologi...
  • Week 10 - Lasers femtosecondes
    Ce dernier chapitre introduit le phénomène à l’origine du fonctionnement stationnaire d’un laser femtoseconde, qui est un effet de type soliton permettant une compensation parfaite entre la dispersion de vitesse de groupe et l’effet Kerr optique. Les applicati...
  • Week 11 - Examen final
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Les intervenants

  • Manuel Joffre, Professeur associé à l'Ecole polytechnique
    Physique
  • Vincent Kemlin, Chargé d'enseignement à l'Ecole polytechnique
    Physics
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