Optique des milieux anisotropes, Optique non linéaire, Optique quantique/Physique des phénomènes non linéaires

Responsable de l'UE : Fabrice DEVAUX

Objectifs

Présenter les bases de la propagation dans ces milieux (uniquement quadratiques en ONL) et quelques applications de base. Bases de l’optique quantique ou de la physique des systèmes non linéaires. Le cours d’optique quantique vise à montrer que les photons "existent" dans un faisceau lumineux, peuvent être manipulés pour les applications et ne se réduisent pas à la quantification de l'interaction matière rayonnement au moment de leur destruction

Pré-requis

Bases d'optique ondulatoire. Notions sur les tenseurs. Bases de mécanique quantique.

Contenus

EC1

• Optique Non Linéaire                                   

Optique Non-Linéaire Introduction à l’optique non linéaire et ses applications. Notion de susceptibilité non linéaire d’un milieu matériel.

Modèle de l’oscillateur anharmonique.

Equations de Maxwell non linéaires.

Non linéarité quadratique.

Notion d’accord de phase.

Génération de 2nd harmonique.

Applications.

 

•  Optique des milieux anisotropes
  

Milieux Anisotropes Tenseur diélectrique.

Phénomènes de biréfringence.

Propagation dans les milieux anisotropes.

Ellipsoïde des indices, surface des indices, surface des vitesses radiales.

Effets électro-optiques et magnéto-optiques.

Applications : polariseurs, lame compensatrice, modulateurs…

 

Elément constitutif au choix

 

• EC2: Optique Quantique                         

Propagation de la lumière et photons : lame-semi transparente et expérience de Hong-Ou- Mandel.

Quantification du champ, photons.

Etats cohérents, états intriqués.

Détection homodyne et quadratures.

Etats comprimés.

Cryptographie quantique, téléportation d'états quantiques.

Voir les photons sans les détruire : les expériences d'Haroche et al

 

• EC3: Physique des phénomènes non-linéaires

Systèmes dynamiques linéaires et non-linéaires.

Systèmes dynamiques discrets/ itérés d’une fonction.

Systèmes dynamiques continus / équations différentielles ordinaires.

Existence et caractérisation du Chaos.

Route vers le chaos.

Réalisations expérimentales (Van der Pol et Chua)