Mathematical modeling of laser lipolysis

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Experience d'optique lineaire et non lineaire en ondes millimetriques : mise en evidence d'interferences constructives de transitoires coherents et etude de la dynamique d'un bistable optique

SIGLECNRS T Bordereau / INIST-CNRS - Institut de l'Information Scientifique et TechniqueFRFranc

DYNAMIQUE TEMPORELLE ET EFFETS TRANSVERSES DANS LES OSCILLATEURS PARAMETRIQUES OPTIQUES CONTINUS (OBSERVATIONS EXPERIMENTALES ET MODELISATION)

ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF

Cohérence temporelle des lasers Brillouin à fibre optique

Le travail presente dans ce memoire porte sur l'etude theorique et experimentale de la coherence temporelle des lasers brillouin a fibre optique. Dans le cadre du modele coherent a trois ondes decrivant le comportement dynamique des lasers brillouin, nous etablissons une relation analytique liant la phase de l'onde stokes a celle de l'onde de pompe. Contrairement aux lasers classiques, nous montrons que le bruit de phase du laser de pompe est transfere a l'onde stokes emise apres avoir ete filtre et reduit. Il en resulte que le temps de coherence de l'onde stokes est beaucoup plus important que celui de l'onde de pompe. Le rapport entre ces deux temps de coherence est donne par un facteur k 2. Ce facteur depend simplement et uniquement du taux de perte de la cavite et du taux d'amortissement de l'onde acoustique. Nous presentons ensuite un protocole experimental dans lequel nous enregistrons la reponse du laser brillouin a une modulation de frequence du laser de pompe. Le rapport entre l'indice de modulation de l'onde de pompe et celui de l'onde stokes nous donne la valeur du coefficient k. Les resultats experimentaux confirment avec succes nos predictions theoriques. Pour terminer, nous appliquons nos methodes d'analyse a un laser brillouin injecte optiquement. Nous demontrons experimentalement et theoriquement que celui-ci emet un rayonnement stable en intensite quelque soit le regime de fonctionnement du laser brillouin.LILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF

Diffusion Brillouin stimulée dans les fibres optiques (bruit d'intensité du laser et brûlage de trou spectral dans le générateur et l'amplificateur)

Le travail présenté dans cette thèse porte sur le bruit d'intensité du laser Brillouin à fibre ainsi que sur le brûlage du trou spectral du processus de diffusion Brillouin stimulée (DBS) dans les fibres. Le bruit d'intensité du laser Brillouin provient principalement de deux sources : les fluctuations du coefficient de réinjection et le bruit d'intensité du laser de pompe. L'influence de chacune d'elles sur le bruit d'intensité du laser Brillouin est évaluée au moyen d'une fonction de transfert. Une étude théorique de ces deux fonctions a été réalisée puis validée expérimentalement. Nous montrons ensuite théoriquement que le brûlage de trou spectral, déjà observé expérimentalement pour le générateur et l'amplificateur Brillouin, peut être interprété en supposant que l'élargissement spectral du processus de DBS est de nature homogène. Le brûlage de trou provient de la saturation du gain conjuguée au couplage entre les variations de l'amplitude des champs optiques.LILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF

Diffusion Brillouin stimulée dans les fibres optiques (amplification Brillouin large bande et laser Brillouin)

Dans le cadre de ce travail de thèse plusieurs études seront exposées. La première aborde le problème de la conservation de l'information lors d'un processus d'amplification Brillouin. La seconde s'attache à la réalisation d'un amplificateur Brillouin possédant une large bande passante. Enfin la dernière porte sur la réalisation de lasers Brillouin de très grande cohérence. Une étude expérimentale de la transition entre le générateur Brillouin et l'amplificateur Brillouin dans un régime de saturation est effectuée. Elle met en évidence le transfert d'énergie du générateur vers la sonde amplifiée. Nous avons prouvés que même dans un régime où un générateur est puissant, les qualités spectrales de la sonde amplifiée sont préservées quand la résonance est atteinte. Les qualités de l'amplificateur Brillouin nous amènent dans une seconde partie à tenter d'augmenter sa bande passante car l'étroitesse de la bande de gain est une limite à de nombreuses applications, en particulier dans le domaine des télécommunications. Nous explorons la possibilité de travailler avec une pompe spectralement large et démontrons un élargissement spectral dépassant 10 GHz par l'application d'une pompe originellement large. Nous démontrons un laser monomode, d'une largeur spectrale inférieure au kHz, stable en fréquence et en intensité et dont le seuil est accessible par des diodes lasers DFB commerciales. Le montage est compact, robuste et le coût de revient relativement faible. La cavité peut également être utilisée séparément, c'est-à-dire sans pompe attribuée, pour des applications d'affinement spectral ou de filtrage. Enfin, l'application du dispositif à la caractérisation spectrale de lasers cohérents est démontrée et discutée.As part of this thesis several studies will be presented. The first presentes the problem of preservation of information in a Brillouin amplification process. The second focuses on the achievement of a Brillouin amplifier with a broad bandwidth. The last part concerns the achievement of Brillouin lasers of high coherence. An experimental study of the transition between Brillouin generator and Brillouin amplifier in a state of saturation is performed. It highlights the transfer of energy from the generator to the probe. We have proven that even in a regime of powerful generator, the spectral qualities of the probe are preserved when the resonance is reached. The qualities of the Brillouin amplifier lead us in a second part to try to increase its bandwidth as narrow band gain is a limitation for many applications, especially in the field of telecommunications. We explore the possibility of working with a large-band pump to achieve broad band amplification. We prove a bandwidth above 10 GHz. We demonstrate a monomode laser, with a spectral width below one kHz, stable in frequency and intensity, in which the threshold is reached by commercial DFB laser diodes. The set-up is compact, robust and cost effective. The cavity can also be used separately, ie without pump assigned, to applications of spectral narrowing or filtering. Finally, the application of the device to spectral characterization of coherent lasers is proved and discussed.LILLE1-Bib. Electronique (590099901) / SudocSudocFranceF

Dynamique temporelle des oscillateurs paramétriques optiques continus (oscillations multimodes, oscillations en rafales et chaos)

Dynamique temporelle des oscillateurs paramétriques optiques continus : oscillations multimodes, oscillations en rafales et chaos Les oscillateurs paramétriques optiques (OPO) continus sont des sources de lumiere cohérente largement accordables reposant sur l'interaction paramétrique de trois champs dans un cristal non-linéaire. Leur utilité est aussi bien liée a cette accordabilité (spectroscopie) qu'aux propriétés quantiques propres au systeme (génération d'états comprimés, photons jumeaux). D'autre part, en tant que systemes non-linéaires, les OPO sont susceptibles de présenter une grande richesse de phénomenes dynamiques temporels et spatio-temporels. Nous présentons une étude expérimentale, théorique et numérique de différentes instabilités temporelles présentées par les intensités des champs a la sortie de la cavité de notre OPO. Nous caractérisons des oscillations de fréquence de 1 a 300MHz dont nous montrons expérimentalement qu'elles ont pour origine l'interaction entre plusieurs modes transverses. Ces oscillations rapides peuvent etre couplées a des oscillations plus lentes d'origine thermique, menant a l'apparition d'instabilités du type oscillations en rafales. Un développement perturbatif multi-échelle permet d'obtenir des solutions analytiques pour les champs une fois les oscillations rapides moyennées. Nous avons d'autre part observé ce qui est a notre connaissance la premiere observation expérimentale de chaos déterministe dans ce systeme. Enfin nos travaux expérimentaux et théoriques ont permis d'améliorer notre compréhension de la sélection de modes dans les OPO.LILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF

: IOP in vivo measurement

International audienceGlaucoma is an ocular disease clinically manifested by an abnormal rise of the Intra Ocular Pressure (IOP) that causes lesions of the optic nerve and can lead to blindness. Ophthalmologists currently use aplanation tonometers whose utilization induces multiple constraints. We propose an investigative method being at one and the same time atraumatic and ambulatory. This original device, taking profit of a physical relation between frequency of mechanical vibration of the ocular globe and IOP, involves vibrometry by laser interferometry and spectral analysis of a mechanical impulse using a temporal micro hammer. The laser energy delivered to the eye by the device was confirmed to be safe and in full agreement with the authorized security norms. After preliminary in vitro experiments performed using enucleated animal eyes, we made a clinical study on 25 volunteers to evaluate the innocuity and the reliability of this device and to quantify the reproducibility of measurements. All patients declared that discomfort is comparable with that felt during similar tests. Reliability is good and the intra individual reproducibility reveals a high value (R¿ 0.93). These works will be carried on to check the correlation between the variation of measured values (resonance frequency of the eye-ball) and the variation of reference (IOP) values

Instabilités et chaos dans les oscillateurs paramétriques optiques

SCOPUS: cp.pinfo:eu-repo/semantics/publishe