Solitons dissipatifs des oscillateurs paramétriques optiques (instabilités convectives / absolues et effets non-linéaires du walk-off)

Abstract

Les Oscillateurs Paramétriques Optiques (OPO) sont des sources optiques susceptibles de produire par interaction non linéaire à trois ondes au sein d'un cristal à forte sensibilité quadratique, des faisceaux de lumière cohérente et accordable en fréquence. Ils sont classés parmi les systèmes optiques à cavité non linéaire, dans lesquels des structures spatiales auto-organisées peuvent se former de façon spontanée dans la section transverse des faisceaux de sortie. Nous présentons ici, la capacité des OPO à générer de nouvelles structures, notamment celles conduisant à un confinement de l'énergie, appelées Structures Spatiales Localisées (SSL) ou solitons dissipatifs. Notre étude permet le contrôle et la manipulation des SSL à partir des caractéristiques du champ de pompe incident, et de l'interaction non lméaire des champs intra-cavité. Nous montrons, en particulier, que les inhomogénéités dans le pompage conduIsent à un piégeage des SSL, ce qui implique la quantification des seuils d'oscillation de l'OPO et une disparition des courbes neutre de stabIlité marginale, obtenues pour le cas idéal d'un pompage en ondes planes. Ce piégeage résiste à l'effet de dérive induit par le walk-off (double réfraction) et l'interaction entre ce dernier et les inhomogénéités fournit un moyen efficace pour contrôler aussi bien la vitesse que la position d'équilibre des SSL dans le plan transverse. L'étude des effets non linéaires du walk-off nous a permis de montrer qu'il est possible, en régIme monostable, d'abaisser le seuil d'émission de l'OPO sous le seuil linéaire classique. En régime bistable, nous avons révélé l'existence d'un terme de gradient non-linéaire pennettant ainsi la modélIsation de la dynamique spatio-temporelle des champs intra-cavité au-dessus du seuil. L'étude de ce nouveau modèle montre une autodépendance de la fréquence et de la vitesse d'entraînement des structures spatiales de l'OPO, vis à vis de leur intensité. Ce qui permet d'expliquer l'auto-décallage de fréquences, le freinage et la dissymétrie observés dans l'enveloppe des champs émis par l'OPO.LILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF